專利名稱：光敏元件電路、其驅(qū)動方法及觸摸屏面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實施例涉及光敏元件電路、其驅(qū)動方法以及采用光敏元件電路作為光敏單元的光 敏型觸摸屏面板。
背景技術(shù)：
平板顯示裝置包括例如有機發(fā)光顯示裝置、液晶顯示裝置、等離子體顯示裝置、場 致發(fā)射顯示裝置等。一般來說，平板顯示裝置較傳統(tǒng)陰極射線管(CRT)裝置具有優(yōu)勢。更具體地說，一般平板顯示裝置厚度薄、重量輕，并且比傳統(tǒng)CRT裝置消耗的功率 少。由于例如有機發(fā)光顯示裝置或液晶顯示裝置的平板顯示裝置容易被制造為較小的尺 寸，和/或利用電池功率也可以使用相對較長的時間，因此這種平板顯示裝置也可以用于 便攜式電子設(shè)備。更具體地說，諸多裝置可以采用觸摸屏面板，用戶可以通過觸摸屏面板使用例如 人手或物體選擇平板顯示裝置的屏幕上顯示的指令內(nèi)容來輸入他或她的指令。觸摸屏面板 可以提供在平板顯示裝置的前面，并且可以用于將人手或物體直接接觸的接觸位置轉(zhuǎn)換為 電信號，從而使得在接觸位置處所選擇的指令內(nèi)容作為輸入信號被接受。通常被連接至面板顯示裝置的諸如鍵盤和/或鼠標(biāo)之類的獨立的輸入設(shè)備可以 由適于實施額外功能的觸摸屏面板代替。存在多種類型的觸摸屏面板，例如電阻型面板、電 容型面板、光敏型面板。電阻型面板可以基于布置在兩個基板之間的透明導(dǎo)電膜之間的電阻連接來操作。 這種電阻型面板的優(yōu)勢在于相對較容易實現(xiàn)，但是缺點在于機械和環(huán)境可靠性可能相對較 低。電容型面板可以通過依據(jù)電容變化檢測感應(yīng)電極與手指之間流動的精細電流來 確定接觸位置。這種電容型技術(shù)的缺點在于更易于受到噪聲信號的影響。光敏型面板不采用薄膜等，而是基本上可以基于例如高透光率來識別觸摸。進一 步地，顯示裝置的透光率和亮度的維護是提供高質(zhì)量裝置的重要因素。然而，為了實現(xiàn)以上所述的光敏型觸摸屏面板，適用于更精確的檢測光的更多裝 置和/或方法可能是有利地和/或被期望的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，實施例致力于基本上能克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點而導(dǎo)致的一個或多 個問題的光敏元件電路、其驅(qū)動方法以及采用這種光敏元件電路的光敏型觸摸屏面板。因此，實施例的特征提供一種光敏元件電路，通過在實現(xiàn)光敏元件電路時最大化 受光元件的受光區(qū)域并最小化電源線和信號線的數(shù)目，該光敏元件電路能夠更確切地感知 光的改變程度。因此，實施例的一獨立特征提供一種用于包括光敏元件電路的觸摸屏面板的驅(qū)動 方法，通過在實現(xiàn)光敏元件電路時最大化受光元件的受光區(qū)域并最小化電源線和信號線的
4數(shù)目，該光敏元件電路能夠更精確地感知光的改變程度。因此，實施例的一獨立特征提供一種包括光敏元件電路的觸摸屏面板，通過最大 化在每個光敏單元中提供的受光元件的受光區(qū)域，可以提高觸摸屏面板的靈敏度。以上和其它特征和優(yōu)點中的至少一個可以通過提供一種光敏元件電路來實現(xiàn)，該 光敏元件電路包括受光元件，連接至第一電源；電容器，連接在所述受光元件與第二電源 之間；第一晶體管，包括連接至所述電容器的第一電極的柵極；以及第二晶體管，包括連接 至選擇信號線的柵極，其中所述第一晶體管連接在所述選擇信號線與所述第二晶體管的第 一電極之間，并且所述第二晶體管連接在所述第一晶體管的第二電極與輸出信號線之間。所述光敏元件電路可以包括第三晶體管，所述第三晶體管包括連接至初始化電源 的柵極，所述第三晶體管可以連接在所述第二電源與所述輸出信號線之間。所述受光元件可以是具有連接至所述電容器的所述第一電極的陰極和連接至所 述第一電源的陽極的PIN 二極管、PN 二極管或光耦合器。所述電容器可以包括連接至所述第二電源的第二電極，并且所述電容器的所述第 一電極可以連接至所述受光元件的陰極和所述第一晶體管的所述柵極。所述第二晶體管可以包括連接至與輸出端子相對應(yīng)的所述輸出信號線的第二電 極。所述第二晶體管可以是N型晶體管，并且所述第二晶體管的所述第一電極可以對 應(yīng)于源極，所述第二晶體管的所述第二電極可以對應(yīng)于漏極。所述第三晶體管可以包括連接至所述第二電源的第一電極以及連接至與輸出端 子相對應(yīng)的所述輸出信號線的第二電極。所述第三晶體管可以是N型晶體管，并且所述第三晶體管的所述第一電極可以對 應(yīng)于源極，且所述第三晶體管的所述第二電極可以對應(yīng)于漏極。所述第二電源可以適于供應(yīng)低電平電壓或地電壓。所述第一晶體管可以包括連接至所述選擇信號線的第一電極。所述第一晶體管可以是N型晶體管，并且所述第一晶體管的所述第一電極可以對 應(yīng)于漏極，且所述第一晶體管的所述第二電極可以對應(yīng)于源極。所述第一晶體管可以是P型晶體管，并且所述第一晶體管的所述第一電極可以對 應(yīng)于源極，且所述第一晶體管的所述第二電極可以對應(yīng)于漏極。所述第一晶體管可以包括連接至所述選擇信號線和所述第二晶體管的所述柵極 的第一電極，其中施加至所述選擇信號線的選擇信號可以適于同時是施加至所述第一晶體 管的所述第一電極的電源電壓和施加至所述第二晶體管的所述柵極以控制所述第二晶體 管的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)的控制信號。所述第一電源可以適于交替施加高電平電壓和低電平電壓，其中當(dāng)所述高電平電 壓被施加時，所述受光元件可以處于正向偏置狀態(tài)，并且當(dāng)所述低電平電壓被施加時，所述 受光元件可以處于反向偏置狀態(tài)。以上和其它特征和優(yōu)點中的至少一個可以通過提供一種驅(qū)動光敏元件電路的驅(qū) 動方法來實現(xiàn)，該方法包括在幀周期的第一時段期間，向受光元件的陽極施加處于高電平 電壓狀態(tài)的第一電源信號，以在電容器中儲存與所施加的第一電源信號相對應(yīng)的電壓，并 基于所施加的第一電源信號的所述電壓初始化第一晶體管的柵極；在所述幀周期的第二時段期間，向所述受光元件的所述陽極施加處于低電平電壓狀態(tài)的所述第一電源信號，并基 于根據(jù)入射至所述受光元件的光量而產(chǎn)生的光泄漏電流對基于施加至所述第一晶體管的 柵極的電壓而存儲在所述電容器中的電壓進行釋放；在所述幀周期的第三時段期間，向選 擇信號線施加具有高電平電壓的選擇信號，所述選擇信號線連接至所述第一晶體管的第一 電極和第二晶體管的柵極，所述第二晶體管連接在所述第一晶體管的第二電極與輸出信號 線之間，并且最終輸出具有基于入射到所述受光元件的光量的電壓值的輸出信號。該方法可以進一步包括在第K幀的第一時段期間，維持第K-I幀的第三時段的輸 出信號的最終電壓，并基于所述最終電壓執(zhí)行采樣過程。在一幀的所述第一時段、所述第二時段和所述第三時段中，該幀的所述第二時段 可以被實現(xiàn)為在時間上最長。該方法可以進一步包括在所述第二時段的特定時段期間，向第三晶體管的柵極 施加高電平初始化電源，以導(dǎo)通所述第三晶體管，并基于所述第二電源的電壓初始化輸出 端子的電壓。所述第一晶體管的第一電極可以連接至所述選擇信號線和所述第二晶體管的柵 極，其中施加至所述選擇信號線的選擇信號可以適于同時是施加至所述第一晶體管的所述 第一電極的電源電壓和施加至所述第二晶體管的所述柵極以控制所述第二晶體管的導(dǎo)通/ 關(guān)斷狀態(tài)的控制信號。以上和其它特征和優(yōu)點中的至少一個可以通過提供一種觸摸屏面板來實現(xiàn)，該觸 摸屏面板包括沿第一方向延伸的多條選擇信號線；沿第二方向延伸的多條輸出信號線， 所述第一方向與所述第二方向交叉；以及被布置在所述選擇信號線和所述輸出信號線中的 相應(yīng)部分所限定的相應(yīng)區(qū)域中的多個光敏單元，所述光敏單元中的每一個連接至所述選擇 信號線和所述輸出信號線中的相應(yīng)選擇信號線和輸出信號線；其中所述光敏單元中的每一 個可以包括受光元件，連接至第一電源；電容器，連接在所述受光元件與第二電源之間； 第一晶體管，包括連接至所述電容器的第一電極的柵極；以及第二晶體管，包括連接至選 擇信號線的柵極，其中所述第一晶體管可以連接在所述選擇信號線與所述第二晶體管的第 一電極之間，并且所述第二晶體管可以連接在所述第一晶體管的第二電極與輸出信號線之 間。


對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，以上及其它特征和優(yōu)點將通過結(jié)合附圖對具體示例性 實施例進行的詳細描述而變得更加明顯，附圖中圖1示出光敏元件電路的示例性實施例的電路圖；圖2示出用于操作圖1的光敏元件電路的示例性信號的時序圖；圖3示出光敏元件電路的另一示例性實施例的電路圖；圖4示出用于操作圖3的光敏元件電路的示例性信號的時序圖；并且圖5A和圖5B示出觸摸屏面板的示例性實施例的電路圖。
具體實施例方式通過引用將2009年9月2日遞交至韓國知識產(chǎn)權(quán)局、名稱為“LightSensorCircuit and Driving Method Thereof and Touch Screen Panel Having the Same(光敏元件電路、其驅(qū)動方法及具有光敏元件電路的觸摸屏面板)”的韓國專利申請 No. 10-2009-0082447的全部內(nèi)容合并于此。以下結(jié)合附圖更充分地描述示例實施例，然而，這些實施例可以不同的形式實例 化，而不應(yīng)當(dāng)被理解為僅限于這里所記載的實施例。相反，提供這些實施例的目的在于使該 公開內(nèi)容全面完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達本發(fā)明的范圍。在附圖中，當(dāng)一元件被稱為連接至另一元件時，除非特別指明，否則該元件可以直 接連接至另一元件，也可以通過一個或多個其它中間元件間接連接至另一元件。另外，也可 以理解，當(dāng)一元件被稱作為位于兩個元件“之間”時，可以是在這兩個元件之間只有該元件， 也可以存在一個或多個中間元件。相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。圖1示出光敏元件電路的示例性實施例的電路圖。參見圖1，光敏元件電路可以包 括受光元件PD、電容器C、第一晶體管Tl、第二晶體管T2和第三晶體管T3。受光元件PD可以連接在第一電源和電容器C的第一電極之間。與受光元件PD所 接收的光的變化相對應(yīng)的電流可以流經(jīng)受光元件PD，從而可以允許電容器C被放電到預(yù)定 的電壓。更具體地說，受光元件PD的陰極可以連接至電容器C的第一電極，并且受光元件 PD的陽極可以連接至第一電源。受光元件PD可以是例如PIN 二極管(ρ型半導(dǎo)體-本征半 導(dǎo)體_n型半導(dǎo)體二極管)、PN 二極管(ρ型半導(dǎo)體-η型半導(dǎo)體二極管)、光耦合器等。應(yīng) 當(dāng)理解，受光元件PD的實施例不限于這些類型和/或材料。參見圖1，電容器C的第一電極可以連接至受光元件PD的陰極和第一晶體管Tl的 柵極。電容器C的第二電極可以連接至第二電源。因而，電容器C可以用于存儲施加至第 一晶體管Tl柵極的電壓。第二電源可以供應(yīng)低電平電壓，例如地電壓GND。第一晶體管Tl的第一電極和第二電極可以分別連接至選擇信號線和第二晶體管 Τ2的第一電極。如上所述，第一晶體管Tl的柵極可以連接至受光元件PD的陰極和電容器 C的第一電極。第一晶體管Tl可以是N型晶體管。在這種實施例中，第一晶體管Tl可以以源極 跟隨器的方案操作。第一晶體管Tl的連接至選擇信號線的第一電極可以對應(yīng)于漏極，連接 至第二晶體管Τ2的第一電極的第二電極可以對應(yīng)于源極。第二晶體管Τ2可以包括柵極，第二晶體管Τ2的柵極可以連接至選擇信號線。如 上所述，第二晶體管Τ2的第一電極可以連接至第一晶體管Tl的第二電極。第二晶體管Τ2 的第二電極可以連接至輸出信號線和輸出端子Sout。第二晶體管T2可以是N型晶體管。第二晶體管T2的第一電極可以對應(yīng)于源極， 并且第二晶體管T2的第二電極可以對應(yīng)于漏極。第二晶體管T2可以充當(dāng)開關(guān)元件。第三晶體管T3可以包括柵極、第一電極和第二電極。第三晶體管T3的柵極可以 連接至初始化電源，第三晶體管T3的第一電極可以連接至第二電源，并且第三晶體管T3的 第二電極可以連接至輸出信號線和輸出端子Sout。第三晶體管T3可以是N型晶體管。第三晶體管T3的第一電極可以對應(yīng)于源極， 并且第三晶體管T3的第二電極可以對應(yīng)于漏極。第三晶體管T3可以充當(dāng)開關(guān)元件。
在實施例中，第一晶體管Tl、第二晶體管T2和第三晶體管T3中的每一個都可以 是例如單晶硅薄膜晶體管、多晶硅薄膜晶體管、有機薄膜晶體管等。應(yīng)當(dāng)理解，第一晶體管 Tl、第二晶體管T2和第三晶體管T3的實施例不限于這些晶體管類型和/或材料。例如，雖 然圖1中所示的第一晶體管Tl、第二晶體管T2和第三晶體管T3是N型晶體管，但在某些實 施例中，這些晶體管中的一些或全部可以被實現(xiàn)為P型晶體管。圖2示出用于操作圖1的光敏元件電路的示例性信號的時序圖。參考圖1和圖2描述光敏元件電路的示例性操作。如圖2所示，圖1的光敏元件 電路的示例性操作時段可以包括第一時段tl、第二時段t2和第三時段t3。參見圖1和圖2，在第一時段tl期間，可以對第一晶體管Tl的柵電壓Ve.n進行初 始化。在第二時段t2期間，對受光元件PD所接收的光量的變化進行檢測。在第三時段t3 期間，可以通過輸出端子Sout輸出與受光元件PD所檢測的光的變化相對應(yīng)的電壓值。參見圖2，在一幀，例如第K-I幀的第三時段t3期間輸出的最終電壓值可以在下 一幀，例如第K幀的第一時段tl期間被維持。這樣，在下一幀(第K幀)的第二時段t2期 間，就可以執(zhí)行基于前一幀(第K-I幀)的第三時段t3期間輸出的最終電壓值的采樣過程。 基于前一幀(第K-I幀)第二時段t2期間所檢測的光量的電壓值變化可以通過輸出端子 Sout被傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(未示出)，并且可以被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。參見圖2，為了執(zhí)行以上所述的操作，第一電源、初始化電源和選擇信號可以分別 在第一時段tl、第二時段t2和第三時段t3期間施加到光敏元件電路，例如圖1的示例性光 敏元件電路。在實施例中，相應(yīng)幀的第一時段tl、第二時段t2和第三時段t3中，第二時段t2可 以被實現(xiàn)為最長。通過增大和/或最大化檢測時段，例如第二時段t2，和/或減小和/或最 小化非檢測時段，例如初始化時段tl和/或輸出時段t3，可以提高光檢測的效率和/或準(zhǔn)確度。參見圖1和圖2，在例如一幀如第K幀期間，在第一時段tl期間，第一電源可以是 高電平Vl狀態(tài)。如上所述，第一電源可以施加于受光元件PD的陽極。如果如上所述施加具 有高電平Vl的第一電源，則受光元件PD可以以正向偏置狀態(tài)操作，使得電壓Vl-Vfro(受光 元件PD的前向閾值電壓)可以被施加到連接至受光元件的陰極的第一晶體管Tl的柵極。 電容器C可以提供在受光元件PD的陰極與第二電源(例如GND)之間，并且可以被充有與 施加至第一晶體管Tl柵極的電壓Vl-Vfro相對應(yīng)的電壓。更具體地說，在第一時段tl期間，高電平第一電源Vl可以用于對連接至受光元件 PD的陰極的第一晶體管Tl的柵極進行初始化。第一晶體管Tl的柵電壓Ve.T1可以在第一 時段tl期間逐漸升高。參見圖2，在第一時段tl后半部分和/或結(jié)束時，第一晶體管Tl的 柵電壓可以具有與電壓Vl-Vfro相等和/或相對應(yīng)的電壓。仍然參見圖1和圖2，在第一時段tl期間，施加至選擇信號線的選擇信號可以處于 低電平狀態(tài)。更具體地說，在第二晶體管T2是N型晶體管的實施例中，第一時段tl期間， 如果所施加的選擇信號處于低電平狀態(tài)，則第二晶體管T2可以處于關(guān)斷(OFF)狀態(tài)。在第二時段t2期間，第一電源可以處于低電平狀態(tài)，并且受光元件PD可以以反向 偏置狀態(tài)操作。在這種實施例中，基于入射到受光元件PD的光量而產(chǎn)生的光泄漏電流使得第一晶體管Tl的柵電壓Ve.T1，即電容器C中充有的電壓，可以基于光泄漏電流而被釋放。在示 例性實施例的描述中，與光泄漏電流相對應(yīng)的釋放電壓被稱作ΔV。更具體地說，例如電容器C可以與入射到受光元件PD的光量成比例而被放電。因 此，恒定電流可以從電容器C通過受光元件PD流到處于低電平狀態(tài)的第一電源。一般而言， 當(dāng)入射光相對較亮?xí)r，通過受光元件PD的電流量可能相對較大，而當(dāng)入射光相對較暗和/ 或低時，流經(jīng)受光元件PD的電流量可能相對較小。參見圖1和圖2，在第二時段t2期間，第一晶體管Tl的柵電壓Ve.T1即電容器C中 存儲的電壓，可以逐漸降低。在第二時段t2的后半部分，例如在第二時段t2結(jié)束時，第一 晶體管Tl的柵電壓Ve.n的電壓，即電容器C中存儲的電壓，可以對應(yīng)于Vl-Vf.PD-AV。在第二時段t2期間，初始化電源信號可以包括高電平脈沖，即在預(yù)定階段處于高 電平。初始化電源信號可以被施加于第三晶體管T3的柵極。在第三晶體管T3是N型晶體 管的實施例中，如果處于高電平的初始化電源信號被施加于第三晶體管T3的柵極，則第三 晶體管T3可以被導(dǎo)通。結(jié)果，輸出端子Sout的電壓可以被初始化為第二電源的電壓，即地 電壓。更具體地說，輸出端子Sout可以經(jīng)由第二電源通過第三晶體管T3到第三晶體管T3 的與輸出端子Sout相對應(yīng)的第一電極之間的電流路徑而被初始化。在圖2的示例性實施例中，初始化電源信號在第二時段t2接近結(jié)束時具有高電平 狀態(tài)。然而，實施例不限于此。也就是說，例如輸出端子Sout可以在第二時段的開始或中 間處被初始化。參見圖1和圖2，在第三時段T3期間，可以向選擇信號線施加處于高電平狀態(tài)的選 擇信號。也就是說，例如某些實施例中，在第二時段t2期間對輸出端子Sout的電壓進行初 始化之后，可以向選擇信號線施加處于高電平狀態(tài)的選擇信號。在第二晶體管T2是N型晶 體管的實施例中，如果選擇信號處于高電平，則第二晶體管T2可以被導(dǎo)通。更具體地說，對于可以被實現(xiàn)為N型晶體管并且可以作為源極跟隨器操作的第一 晶體管Tl，第一晶體管Tl的可以連接至被施加以處于高電平的選擇信號的選擇信號線的 第一電極可以對應(yīng)于漏極，而第一晶體管Tl的可以連接至第二晶體管T2的第一電極的第 二電極可以對應(yīng)于源極。當(dāng)?shù)诙w管T2在第三時段t3期間被導(dǎo)通時，第一晶體管Tl的源極，例如第二 電極，可以通過第二晶體管T2連接至輸出端子Sout，其中輸出端子Sout在例如第二時段 t2期間已經(jīng)被事先初始化為第二電源的電壓，例如地電壓。結(jié)果，第一晶體管Tl可以被導(dǎo) 通。在這種實施例中，例如施加到第一晶體管Tl柵極的電壓，例如Vl-Vf.PD-AV，可以高于 第一晶體管Tl的源極，例如第二電極處的電壓，例如地電壓。更具體地說，施加到選擇信號 線的選擇信號也可以被施加至第一晶體管Tl的第一電極。因此，實施例可以消除對用于向 例如第一晶體管Tl的第一電極供應(yīng)電壓的獨立線路的需求。更具體地說，第一晶體管Tl可以以源極跟隨器的模式操作，并且第一晶體管Tl的 源極處的電壓可以被柵極的電壓逐漸升高，即被電壓Vl-Vf.PD_AV_VT1.th(第一晶體管Tl的 閾電壓)逐漸升高。當(dāng)源極的電壓達到Vl-Vf.PD-AV_VT1.thW，第一晶體管Tl可以被關(guān)斷。因此，如圖2中所示，連接至第一晶體管Tl的源極的輸出端子Sout的電壓可以從 地電壓逐漸升高到Vl-Vf. PD-Δ V-Vn. th。此后，如果選擇信號從高電平狀態(tài)變到低電平狀態(tài)，則第二晶體管T2可以被關(guān)
9斷。如果第二晶體管T2被關(guān)斷，則第一晶體管Tl的源極與輸出端子Sout之間的路徑會被 斷開。結(jié)果，在前一幀，即第K-I幀的第三時段t3期間被逐漸升高的輸出端子Sout的電壓 可以被維持在Vl-Vf. pD- Δ V-Vtl th。更具體地說，例如某些實施例中，在前一幀，例如第K-I幀的第三時段t3期間輸出 的最終電壓Vl-Vf.PD-AV_VT1.th可以在當(dāng)前幀即第K幀的第一時段tl期間被維持。這樣就 可以執(zhí)行基于先前幀即第K-I幀的最終電壓值的采樣過程。更具體地說，在實施例中，與相 對于先前幀即第K-I幀的第二時段t2而檢測的光量變化相對應(yīng)的電壓變化量，可以通過輸 出端子Sout被傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC (未示出)，并可以被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。一般而言，當(dāng)相對較小的光量入射到受光元件PD時，電容器C的放電量相對較小， 并且ΔΥ會相對較小。在這種實施例中，通過輸出端子Sout輸出的最終電壓值的幅度可以 相對較大。當(dāng)相對較大的光量入射到受光元件PD時，電容器C的放電量相對較大，并且AV 會相對較大。在這種實施例中，通過輸出端子Sout輸出的最終電壓值的幅度可以相對較 小。實施例可以提供光敏元件電路，例如以上參見圖1和圖2描述的光敏元件電路，其 中從光敏元件電路的輸出端子，例如Sout輸出的最終電壓值可以基于入射到受光元件PD 的光量而變化，從而可以檢測到入射光量的變化。在某些實施例中，施加至選擇信號線的選擇信號可以被用作對第二晶體管Τ2的 接通/關(guān)斷(0N/0FF)狀態(tài)進行控制并且向第一晶體管Tl的第一電極供應(yīng)電壓的信號。這 樣，通過采用可以被用于供應(yīng)選擇信號同時向第一晶體管Tl的第一電極供電的選擇信號 線，實施例可以減小電源線的數(shù)目。結(jié)果，實施例還可以使得受光元件的受光區(qū)域增大和/ 或最大化。通過增大和/或最大化受光區(qū)域，實施例可以能夠更精確地檢測入射光量的變 化。圖3示出光敏元件電路的另一示例性實施例的電路圖。圖4示出可用于操作圖3 的光敏元件電路的示例性信號的時序圖。圖3的示例性光敏元件電路和圖4的示例性信號 基本上分別對應(yīng)于圖1的示例性光敏元件電路和圖2的示例性信號。因此，一般來說，以下 僅描述圖1與圖3的示例性光敏元件電路之間以及圖2與圖4的示例性信號之間的區(qū)別。更具體地說，參見圖3，圖3的光敏元件電路基本上對應(yīng)于圖1的光敏元件電路，不 同之處在于圖3的光敏元件電路的第一晶體管Tl’被實現(xiàn)為P型，而圖1的光敏元件電路 的第一晶體管Tl被實現(xiàn)為N型。在圖3所示的實施例中，第一晶體管Tl’可以操作為電流源。更具體地說，第一晶 體管Tl’的第一電極可以連接至選擇信號線，并且可以對應(yīng)于第一晶體管Tl’的源極。第 一晶體管Tl’的第二電極可以連接至第二晶體管T2的第一電極，并且可以對應(yīng)于第一晶體 管Tl’的漏極。參見圖2和圖4，在第一時段tl和第二時段t2期間，圖3的示例性光敏元件電路 的操作與圖1的示例性光敏元件電路的操作可以相同。隨著第一晶體管Tl’被實現(xiàn)為P型 晶體管，圖3的示例性光敏元件電路的操作在例如第三時段t3’期間會不同。參見圖4，并且如以上關(guān)于圖2所討論的，在第二時段t2期間，初始化電源信號可 以包括可以使第三晶體管T3導(dǎo)通的高電平脈沖。結(jié)果，輸出端子Sout可以被初始化為第二電源的電壓，例如地電壓。然后，在第三時段t3期間，例如在輸出端子Sout被初始化之 后，第二晶體管T2，例如N型晶體管可以在具有高電平V2的選擇信號被施加于第二晶體管 T2的柵極時導(dǎo)通。參見圖4，當(dāng)高于施加于P型第一晶體管Tl’的柵極的電壓的電壓被施加于P型 第一晶體管Tl’的源極時，P型第一晶體管Tl’可以導(dǎo)通。例如，當(dāng)施加于P型第一晶體管 Tl’的源極的電壓高于施加于P型第一晶體管Tl’的柵極的電壓Vl-Vf.PD-(-AV)時，第一 晶體管Tl，可以導(dǎo)通。選擇信號的高電平電壓V2可以大于或等于第一電源信號的高電平電壓Vl。當(dāng)?shù)诙w管T2處于導(dǎo)通(ON)狀態(tài)時，第一晶體管Tl’的漏極可以通過第二晶 體管T2連接至輸出端子Sout和輸出信號線。更具體地說，隨著第一晶體管Tl’和第二晶 體管T2處于導(dǎo)通(ON)狀態(tài)，從第一晶體管Tl’的源極通過第一晶體管Tl’的漏極和第二 晶體管T2到輸出端子Sout和輸出信號線可以形成電流路徑。結(jié)果，與第一晶體管Tl’的 源極和柵極之間的電壓相對應(yīng)的電流可以流到輸出端子Sout。當(dāng)這種電流流動時，輸出端 子處的最終電壓會逐漸升高，如圖4所示。在這種實施例中，例如流到輸出端子Sout的電流可以具有與第一晶體管Tl’的源 極和柵極之間的電壓相對應(yīng)的幅度。當(dāng)相對較小的光量入射到受光元件PD時，電容器C的 放電量會相對較小，并且會相對較小。這樣，源與柵之間的電壓相對較小。因此，流到 輸出端子Sout的電流的幅度也相對較小。在這種實施例中，通過輸出端子Sout輸出的最 終電壓值的幅度可以相對較小。當(dāng)相對較大的光量入射到受光元件PD時，電容器C的放電量會相對較大，并且AV 會相對較大。因此，源與柵之間的電壓相對較大，并且流到輸出端子Sout的電流的幅度也 相對較大。在這種實施例中，通過輸出端子Sout輸出的最終電壓值的幅度可以相對較大。參見圖4，在前一幀，例如第K-I幀的第三時段t3期間輸出的最終電壓值在當(dāng)前 幀，例如第K幀的第一時段tl期間可以被維持。這樣就可以執(zhí)行基于先前幀即第K-I幀的 最終電壓值的采樣過程。更具體地說，在實施例中，與相對于先前幀即第K-I幀的第二時段 t2而檢測的光量變化相對應(yīng)的電壓變化量，可以通過輸出端子Sout被傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC (未示出)，并被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。如上所述，將圖3和圖4的實施例與圖1和圖2的實施例進行比較，它們在操作原 理方面類似，但在從輸出端子輸出的最終電壓值與入射到受光元件PD的光成比例變化方 面有所不同。圖5A和圖5B示出觸摸屏面板50、50’的示例性實施例的電路圖。參見圖5A和5B，觸摸屏面板50、50’可以包括以第一方向布置的η條選擇信號線、 以第二方向布置的m條輸出信號線以及多個光敏單元60、60’。第二方向可以與第一方向交 叉。光敏單元60、60’中的每一個可以對應(yīng)于選擇信號線和輸出線的相應(yīng)部分所定義的區(qū) 域。更具體地說，光敏單元60、60’中的每一個可以連接至選擇信號線和輸出信號線中的相 應(yīng)選擇信號線和輸出信號線。在實施例中，光敏單元60、60’可以分別被實現(xiàn)為圖1和圖3的光敏元件電路。更 具體地說，在圖5A和圖5B所示的示例性實施例中，圖5A的觸摸屏面板50的光敏單元60 可以對應(yīng)于圖1的示例性光敏元件電路，而圖5B的觸摸屏面板50’的光敏單元60’可以對
11應(yīng)于圖3的示例性光敏元件電路。相應(yīng)地，這種示例性光敏單元60、60’的示例性光檢測操 作已經(jīng)參考圖1-4進行了解釋。更具體地說，光敏單元60、60’中的每一個可以包括連接至第一電源的受光元件 PD，連接在受光元件與第二電源之間的電容器，第一晶體管Tl、Tl’，第二晶體管T2以及第 三晶體管T3。第一晶體管Τ1、Τ?？梢赃B接在相應(yīng)的一條選擇信號線與第二晶體管T2的第一電 極之間。第一晶體管Tl、Tl’的柵極可以連接至電容器C的第一電極。第二晶體管Τ2可以連接在第一晶體管Τ1、ΤΓ的第二電極與相應(yīng)的一條輸出信號 線之間。第二晶體管Τ2的柵極可以連接至相應(yīng)的一條選擇信號線。第三晶體管Τ3可以連接在第二電源與相應(yīng)的一條輸出信號線之間。第三晶體管 Τ3的柵極可以連接至初始化電源。在某些實施例中，例如在圖1和圖5Α的示例性實施例中，第一晶體管Tl可以是N 型，第一晶體管Tl的第一電極可以對應(yīng)于漏極，第一晶體管Tl的第二電極可以對應(yīng)于源 極。在這種實施例中，漏極可以連接至相應(yīng)的選擇信號線，源極可以連接至第二晶體管Τ2 的第一電極。在某些實施例中，例如在圖3和圖5Β的示例性實施例中，第一晶體管Tl’可以是 P型，第一晶體管Tl’的第一電極可以對應(yīng)于源極，第一晶體管Tl’的第二電極可以對應(yīng)于 漏極。在這種實施例中，源極可以連接至相應(yīng)的選擇信號線，漏極可以連接至第二晶體管Τ2 的第一電極。采用這些所述的一個或多個特征的觸摸屏面板的實施例，例如圖5Α和圖5Β的觸 摸屏面板，可以在每個感光區(qū)域中包括與光敏單元相對應(yīng)的光敏元件電路。在實施例中，感 光區(qū)域可以被布置為矩陣形式。感光區(qū)域可以由η條選擇信號線和m條輸出信號線中的相 應(yīng)部分來限定，其中η條選擇信號線與m條輸出信號線交叉。如果用戶使用例如手指觸摸布置有例如矩陣形式的光敏單元的面板，則入射到被 觸摸區(qū)域上布置的光敏單元的光強就會改變，并且從光敏單元輸出的電壓值可以基于光的 變化而被檢測到，從而可以確定用戶觸摸的位置。更具體地說，例如在某些實施例中，如果用戶觸摸面板上的特定區(qū)域，則位于被觸 摸區(qū)域處的光敏單元可以輸出與位于沒有被用戶觸摸的面板的另一位置處的光敏單元不 同的電壓。這樣，實施例就可以使得面板的觸摸位置被確定。在實施例中，高電平選擇信號可以分別被施加至η條選擇信號線。更具體地說，在 實施例中，這種高電平選擇信號可以在一個幀周期期間順序施加至第一至第η條選擇信號 線。初始化電源也可以根據(jù)高電平選擇信號在一個幀周期期間順序施加至例如相應(yīng)的第三 晶體管Τ3的柵極。這樣，例如在一個幀周期期間，高電平第一電源和初始化電源可以順序 施加至與第三晶體管Τ3和η條選擇信號線中的相應(yīng)第三晶體管Τ3和選擇信號線相關(guān)聯(lián)的 光敏單元的光敏元件電路。因此，采用這里所描述的特征中一個或多個特征的觸摸屏面板可以適于確定每一 個幀周期的觸摸位置。實施例可以提供安裝到平板顯示裝置的面板的前表面的觸摸屏面板。采用這里所 述的一個或多個特征的光敏元件電路的實施例還可以被應(yīng)用于與平板顯示面板整體形成的屏幕面板。在某些實施例中，選擇信號可以在一個幀周期期間順序施加至多個選擇信號線， 使得選擇信號線和選擇信號處于可以分別對應(yīng)于平板顯示面板的掃描線和掃描信號的方 式。在這種實施例中，例如，當(dāng)驅(qū)動觸摸屏面板的一幀的周期與用于驅(qū)動平板顯示面板的一 幀的周期相同時，施加至觸摸屏面板的選擇信號可以與施加至平板顯示面板的掃描信號一 致。例如，當(dāng)例如以120Hz驅(qū)動觸摸屏面板和平板顯示面板時，一幀的周期可以相同， 使得可以以相同的方式施加在一個幀周期期間施加的選擇信號和掃描信號。實施例可以提 供包括觸摸屏面板的平板顯示器，其中觸摸屏面板的選擇信號線可以對應(yīng)于，例如被連接 至顯示器的掃描線，并且可以使得平板顯示面板和觸摸屏面板更簡單地整體形成。這里已經(jīng)公開了示例性實施例，并且盡管采用了特定術(shù)語，但這些術(shù)語僅以廣義 和描述的意義使用并解釋，而并不用于限定的目的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會理解，可 以在不超出所附權(quán)利要求記載的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種形式上和細 節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種光敏元件電路，包括受光元件，連接至第一電源；電容器，連接在所述受光元件與第二電源之間；第一晶體管，包括連接至所述電容器的第一電極的柵極；以及第二晶體管，包括連接至選擇信號線的柵極，其中所述第一晶體管連接在所述選擇信號線與所述第二晶體管的第一電極之間，并且所述第二晶體管連接在所述第一晶體管的第二電極與輸出信號線之間。
2.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，進一步包括第三晶體管，所述第三晶體管包括 連接至初始化電源的柵極，所述第三晶體管連接在所述第二電源與所述輸出信號線之間。
3.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述受光元件是具有連接至所述電容器的 所述第一電極的陰極和連接至所述第一電源的陽極的PIN 二極管、PN 二極管或光耦合器。
4.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述電容器包括連接至所述第二電源的第 二電極，并且所述電容器的所述第一電極連接至所述受光元件的極和所述第一晶體管的所 述柵極。
5.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述第二晶體管包括連接至與輸出端子相 對應(yīng)的所述輸出信號線的第二電極。
6.如權(quán)利要求5所述的光敏元件電路，其中所述第二晶體管是N型晶體管，并且所述第 二晶體管的所述第一電極對應(yīng)于源極，且所述第二晶體管的所述第二電極對應(yīng)于漏極。
7.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述第三晶體管包括連接至所述第二電源 的第一電極以及連接至與輸出端子相對應(yīng)的所述輸出信號線的第二電極。
8.如權(quán)利要求7所述的光敏元件電路，其中所述第三晶體管是N型晶體管，并且所述第 三晶體管的所述第一電極對應(yīng)于源極，且所述第三晶體管的所述第二電極對應(yīng)于漏極。
9.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述第二電源適于供應(yīng)低電平電壓或地電壓。
10.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述第一晶體管包括連接至所述選擇信 號線的第一電極。
11.如權(quán)利要求10所述的光敏元件電路，其中所述第一晶體管是N型晶體管，并且所述 第一晶體管的所述第一電極對應(yīng)于漏極，且所述第一晶體管的所述第二電極對應(yīng)于源極。
12.如權(quán)利要求10所述的光敏元件電路，其中所述第一晶體管是P型晶體管，并且所述 第一晶體管的所述第一電極對應(yīng)于源極，且所述第一晶體管的所述第二電極對應(yīng)于漏極。
13.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述第一晶體管包括連接至所述選擇信 號線和所述第二晶體管的所述柵極的第一電極，其中施加至所述選擇信號線的選擇信號適 于同時是施加至所述第一晶體管的所述第一電極的電源電壓和施加至所述第二晶體管的 所述柵極以控制所述第二晶體管的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)的控制信號。
14.如權(quán)利要求1所述的光敏元件電路，其中所述第一電源適于交替施加高電平電壓 和低電平電壓，其中當(dāng)所述高電平電壓被施加時，所述受光元件處于正向偏置狀態(tài)，并且當(dāng) 所述低電平電壓被施加時，所述受光元件處于反向偏置狀態(tài)。
15.一種用于驅(qū)動光敏元件電路的驅(qū)動方法，該方法包括在幀周期的第一時段期間，向受光元件的陽極施加處于高電平電壓狀態(tài)的第一電源信號，以在電容器中儲存與所施加的第一電源信號相對應(yīng)的電壓，并基于所施加的第一電源 信號的所述電壓初始化第一晶體管的柵極；在所述幀周期的第二時段期間，向所述受光元件的所述陽極施加處于低電平電壓狀態(tài) 的所述第一電源信號，并基于根據(jù)入射至所述受光元件的光量而產(chǎn)生的光泄漏電流對基于 施加至所述第一晶體管的柵極的電壓而存儲在所述電容器中的電壓進行釋放；在所述幀周期的第三時段期間，向選擇信號線施加具有高電平電壓的選擇信號，所述 選擇信號線連接至所述第一晶體管的第一電極和第二晶體管的柵極，所述第二晶體管連接 在所述第一晶體管的第二電極與輸出信號線之間，并且最終輸出具有基于入射到所述受光 元件的光量的電壓值的輸出信號。
16.如權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動光敏元件電路的驅(qū)動方法，進一步包括在第K幀的第一時段期間，維持第K-I幀的第三時段的輸出信號的最終電壓，并基于所 述最終電壓執(zhí)行采樣過程。
17.如權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動光敏元件電路的驅(qū)動方法，其中在一幀的所述第一 時段、所述第二時段和所述第三時段中，該幀的所述第二時段被實現(xiàn)為在時間上最長。
18.如權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動光敏元件電路的驅(qū)動方法，進一步包括 在所述第二時段的特定時段期間，向第三晶體管的柵極施加高電平初始化電源，以導(dǎo)通所述第三晶體管，并基于所述第二電源的電壓初始化輸出端子的電壓。
19.如權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動光敏元件電路的驅(qū)動方法，其中所述第一晶體管的 第一電極連接至所述選擇信號線和所述第二晶體管的柵極，其中施加至所述選擇信號線的 選擇信號適于同時是施加至所述第一晶體管的所述第一電極的電源電壓和施加至所述第 二晶體管的所述柵極以控制所述第二晶體管的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)的控制信號。
20.一種觸摸屏面板，包括 沿第一方向延伸的多條選擇信號線；沿第二方向延伸的多條輸出信號線，所述第一方向與所述第二方向交叉；以及 被布置在所述選擇信號線和所述輸出信號線中的相應(yīng)部分所限定的相應(yīng)區(qū)域中的多 個光敏單元，所述光敏單元中的每一個連接至所述選擇信號線和所述輸出信號線中的相應(yīng) 選擇信號線和輸出信號線；其中所述光敏單元中的每一個包括受光元件，連接至第一電源；電容器，連接在所述受光元件與第二電源之間；第一晶體管，包括連接至所述電容器的第一電極的柵極；以及第二晶體管，包括連接至選擇信號線的柵極，其中所述第一晶體管連接在所述選擇信號線與所述第二晶體管的第一電極之間，并且 所述第二晶體管連接在所述第一晶體管的第二電極與輸出信號線之間。
全文摘要
本發(fā)明公開光敏元件電路、其驅(qū)動方法及觸摸屏面板。所述光敏元件電路包括受光元件，連接至第一電源；電容器，連接在所述受光元件與第二電源之間；第一晶體管，包括連接至所述電容器的第一電極的柵極；以及第二晶體管，包括連接至選擇信號線的柵極，其中所述第一晶體管連接在所述選擇信號線與所述第二晶體管的第一電極之間，并且所述第二晶體管連接在所述第一晶體管的第二電極與輸出信號線之間。
文檔編號G02F1/133GK102004581SQ20101017843
公開日2011年4月6日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者安淳晟, 崔仁豪, 崔德永, 張亨旭, 樸镕盛, 林基主, 鄭柱炫, 金兌珍, 金度曄 申請人:三星移動顯示器株式會社